Når vi ser Jorden med dens blå have og grønne skove, kan vi godt mene, at vi lever i den bedste af alle verdener. Det er i hvert fald sandt, når vi sammenligner Jorden med de andre planeter i vort solsystem – der er ingen steder, hvor vi kunne overleve uden rumdragt og kun meget få planeter, vi kunne besøge selv iført rumdragt.
Men ser vi på Jordens historie og fremtidige skæbne, så er det muligt at stille det spørgsmål, om der kan findes planeter, som er bedre egnet til liv end Jorden.
Jorden på godt og ondt
Jorden har naturligvis sine gode sider, når talen er om liv. En tilpas temperatur, store have, et magnetfelt som beskytter mod partikelstråling fra rummet og en atmosfære, der er tæt nok til at give en drivhuseffekt, men ikke så tæt, at den kvæler planeten som tilfældet er med Venus.
Men Jorden har også sine dårlige sider. Mindst fem gange har livet været tæt på at uddø som følge af katastrofer, og i dag er store dele af Jorden ikke særligt beboelig.
Bare tænk på ørkener, de kolde polarområder og de åbne have med kun få næringsstoffer. Går vi tilbage til kultiden, var Jorden varmere, vådere og med mere ilt i atmosfæren.
Sammenlignet med kultiden er Jorden i dag meget mindre beboelig, sandsynligvis med en mindre biomasse.
Fremtiden bringer nye problemer
Ser vi ud i fremtiden, så venter to problemer. Det ene er, at Jordens indre afkøles, og det betyder, at den ”dynamo” af smeltet metal, som har skabt Jordens magnetfelt, langsomt går i stå.
Magnetfeltet vil forsvinde, og det giver nogle problemer. Et af dem er, at partikelstrålingen fra rummet kan nå ned til atmosfæren og langsomt erodere den bort. – det er sandsynligvis, hvad der er sket på Mars.
Et andet problem er, at pladetektonikken vil gå i stå. Den spiller en vigtig rolle for temperaturreguleringen af Jorden, fordi den er med til at opretholde den rette CO2 balance – det sker dog over så lange tidsrum, at pladetektonikken absolut ingen betydning har for den aktuelle debat om drivhuseffekten.
Den CO2 som findes i atmosfæren ender over millioner af år med at være kemisk bundet i Jordens klipper, men pladetektonikken sørger for, at den returneres til atmosfæren gennem vulkanudbrud.
Uden pladetektonik vil mængden af CO2 i atmosfæren derfor langsomt blive mindre. Det sker dog over geologiske tidsrum. Men går vi langt ud i fremtiden, vil den mindre drivhuseffekt ikke føre til, at Jorden bliver koldere.
Jorden vil på sigt omdannes til en ørken
Grunden er, at Solen bliver stadig mere lysstærk efterhånden som den bruger sit kernebrændstof, hvor brint omdannes til Helium i en fusionsproces.
Solens stigende lysstyrke vil om 1-2 milliarder år få havene til at fordampe, så Jorden omdannes til en varm ørken. Men allerede før det sker, vil livet sandsynligvis være forsvundet.
Det skyldes den stadig lavere koncentration af CO2, der vil går hårdt ud over plantelivet. Planter kræver en vis mængde CO2 for at overleve, og selv om de nok kan tilpasse sig lavere koncentrationer end nu, så er der dog en grænse – og uden planter, ingen dyr.
De sidste levende væsener på Jorden bliver nok bakterier, der kan overleve i de stadig mere salte søer som opstår, efterhånden som havene fordamper.
Når Jorden opsluges af Solen om fem milliarder år, vil der ikke være nogen til at opleve det, fordi Jorden da allerede har været død længe.
En bedre stjerne end Solen
Solen er altså ikke bare en livgiver, men vil i fjern fremtid også udslette livet. Faktisk har der været liv på Jorden i 80% af den tid, hvor liv vil være muligt. Vore begrænsede fremtidsudsigter hænger sammen med Solens størrelse.
Solen er bestemt ikke nogen lille og beskeden stjerne. Astronomisk set er Solen en gul dværg af spektraltype G, og det betyder at kun omkring 5% af Mælkevejens stjerner er større og lyser stærkere end Solen.
Solen bruger sit kernebrændstof hurtigt og har derfor en forholdsvis kort levetid på bare 10 milliarder år, hvoraf halvdelen er gået. Lige nu stiger Solens lystyrke langsomt, men det bliver først mærkbart om mange millioner år.
En mere optimal stjerne er en, der er lidt mindre end Solen, og som derfor sparer bedre på kernebrændstoffet. Den bedste type er en såkaldt orange dværg af spektraltype K.
En K-stjerne er med sine 4000 grader koldere end Solen, der har en temperatur på 6000 grader. En K-stjerne lever typisk 20-30 milliarder år, altså 2-3 gange Solens levetid. For at få et klima som Jorden skal en planet være forholdsvis tæt på stjernen, men ikke så tæt at det vil give problemer.
K-stjerner er gode, men for små
Derfor er K-stjerner hvad angår livsbetingelser en bedre type stjerner end de utallige små røde dværgstjerner af spektraltype M. Disse kun 3000 grader varme stjerner udgør næsten 80 procent af alle Mælkevejens stjerner, og de har typisk levetider på 100 milliarder år eller derover.
Desværre er de så små og kolde, at en planet skal være meget tæt på for at få varme nok. Det vil give planeten bunden rotation, således at den altid vil vende samme side mod stjernen.
Resultatet bliver, at dagsiden bliver en varm ørken, mens natsiden bliver et isdækket polarlandskab. Liv kan måske overleve, men vi vil nu nok foretrække en planet som vor egen Jord, hvor Solen står op og går ned.
Superjordkloder
En stjerne med en lang levetid er ikke nok. Det er også vigtigt, at magnetfelt og pladetektonik kan opretholdes i meget lang tid. Det kræver en planet større end Jorden, som er længere tid om at køle.
Sådanne superjordkloder med en masse på 1-10 gange Jordens masse er ganske almindelige – måske den mest almindelige type exoplaneter, vi kender.
Igen gælder det om at finde den rette balance. De største superjordkloder har sandsynligvis en kvælende tæt atmosfære, der let kan skabe en løbsk drivhuseffekt.
Det bedste vil nok være en lille superjord med en masse på måske 2-3 gange Jordens masse. Det vil sikre en aktiv pladetektonik mange milliarder år ud i fremtiden, og hvis planeten desuden kredser om en K-stjerne, så er fremtidsudsigterne lyse, og i hvert fald bedre end for Jorden.
Livet på en superjord
En superjord vil have en større tyngdekraft end Jorden og næsten sikkert en tættere atmosfære.
Den stærke tyngdekraft er en hindring for rumfarten, og den tætte atmosfære en hindring for astronomien, men bortset fra det: Der vil være en kraftigere erosion, hvor bjergkæder vil nedbrydes hurtigere end på Jorden.
Landskabet vil i det hele taget være fladere, og det kan føre til mange små øer i stedet for få store kontinenter.
Et sådant ø-rige vil sandsynligvis være bedre for liv end Jordens store kontinenter, da store kontinenter også betyder store ørkener. Hvis landmasserne er samlet i få store kontinenter, eller i enkelt stort kontinent som det et par gange har været tilfældet på Jorden, så er kystområderne ikke store.
Jorden er en usædvanlig størrelse for en beboelig planet
Erfaringen her fra Jorden er, den største biodiversitet findes i de lavvandede områder nær kysterne. En planet med et meget stort antal øer vil netop have enorme kystområder.
Vi leder meget efter planeter som Jorden, men måske skulle vi også holde øje med superjordkloderne. Det kan endda være, at vort solsystem er en smule usædvanligt, fordi vi slet ikke har kloder af denne størrelse.
Måske vil vi engang i fremtiden komme til den erkendelse, at Jorden er tæt på grænsen for hvor lille en beboelig planet kan være.
På den anden side tyder den nyeste forskning på, at grænsen mellem planeter af metal og klippe som Jorden, og gasplaneter som Neptun går ved omkring 1,5 gange Jordens masse. Tallet er endnu usikkert, og der forskes intenst i at bestemme overgangen mellem de to typer planeter mere præcist.
Denne blog er inspireret af artiklen 'Better than Earth' i Scientific American januar 2015
Denne artikel er oprindeligt publiceret som et blogindlæg.
